WO/1998/045171 | EXTENDABLE/RETRACTABLE AIRFOIL ASSEMBLY FOR FIXED WING AIRCRAFT |
JP2023082181 | AERIAL VEHICLE WITH DEPLOYABLE COMPONENTS |
ZIEGLER THOMAS (DE)
US8888035B2 | 2014-11-18 | |||
US3184187A | 1965-05-18 | |||
US3672608A | 1972-06-27 |
Patentansprüche Luftfahrzeug (1), umfassend eine Rumpfeinheit (2) und zumindest eine in die Rumpfeinheit (2) einrollbare und aus der Rumpfeinheit (2) ausrollbare Tragflächeneinheit (3), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Tragflächeneinheit (3) mindestens zwei schalenförmige Tragflächenelemente (3.1 , 3.2) aufweist, welche während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit (2) miteinander verbindbar und während des Einrollens in die Rumpfeinheit (2) voneinander lösbar sind. Luftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch eine Ausbildung als ein Drehflügler. Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch eine Ausbildung als ein unbemanntes Luftfahrzeug (1). Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragflächenelemente (3.1 , 3.2) mittels zumindest einer Rastverbindung miteinander verbindbar sind. Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Tragflächenelemente (3.1 , 3.2) eine separate Aufnahmerolle (4.1 , 4.2) zur Aufnahme des jeweiligen in die Rumpfeinheit (2) eingerollten Tragflächenelements (3.1 , 3.2) zugeordnet ist. Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Tragflächeneinheit (3) zumindest eine elastische Zahnstange (5) aufweist, welche in Aufrollrichtung der Tragflächeneinheit (3) ausgerichtet ist, wobei die zumindest eine Zahnstange (5) zum Aufrollen und Abrollen der zumindest einen Tragflächeneinheit (3) mit einem Antriebszahnrad (6) in kämmendem Eingriff steht. 7. Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Führungseinheit (7) zur Führung der zumindest einen Tragflächeneinheit (3) vorgesehen ist. 8. Luftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens zwei Tragflächeneinheiten (3), welche an gegenüberliegenden Seiten der Rumpfeinheit (2) angeordnet sind. |
Die Erfindung betrifft ein Luftfahrzeug nach den Merkmalen des Oberbegriffs des
Anspruchs 1.
Aus dem Stand der Technik ist, wie in der US 8,888,035 B2 beschrieben, ein Luftfahrzeug bekannt, welches einen zylindrischen Rumpf und eine Mehrzahl mit dem Rumpf gekoppelter Tragflächen aufweist. Die Tragflächen sind in eine ausgefahrene Position, in welcher sie sich vom Rumpf weg erstrecken, ausrollbar, und aus dieser ausgefahrenen Position in den Rumpf einrollbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Luftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Ein Luftfahrzeug umfasst eine Rumpfeinheit und zumindest eine in die Rumpfeinheit einrollbare und aus der Rumpfeinheit ausrollbare Tragflächeneinheit.
Erfindungsgemäß weist die zumindest eine Tragflächeneinheit mindestens zwei schalenförmige Tragflächenelemente auf, welche während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit miteinander verbindbar und während des Einrollens in die Rumpfeinheit voneinander lösbar sind. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht eine bedarfsgerechte Unterstützung eines Auftriebs des Luftfahrzeugs. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einem als Drehflügler ausgebildeten Luftfahrzeug, insbesondere bei einem Drehflügler mit mehreren nicht auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordneten Rotoren, zum Beispiel bei einem so genannten Quadrokopter. Die zumindest eine Tragflächeneinheit ermöglicht bei derartigen Drehflüglern durch die Verbesserung des Auftriebs eine höhere Effizienz und somit eine längere Flugzeit, wobei die Nachteile herkömmlicher Flugzeuge mit starren Flügeln und einer damit verbundenen großen Spannweite vermieden werden, d. h.
insbesondere der bei starren Flügeln erforderliche höhere Raumbedarf am Boden zum Abstellen des Luftfahrzeugs wird vermieden. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die bedarfsgerechte Adaption einer Tragflächenlänge und das Einziehen der zumindest einen Tragflächeneinheit zur Reduzierung des für das Luftfahrzeug erforderlichen Raumbedarfs, insbesondere am Boden.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der zumindest einen Tragflächeneinheit aus mindestens zwei schalenförmigen Tragflächenelementen, welche während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit miteinander verbindbar und während des Einrollens in die
Rumpfeinheit voneinander lösbar sind, wird ein einfaches Einrollen der elastischen Tragflächenelemente in die Rumpfeinheit und durch das Verbinden der elastischen Tragflächenelemente während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit eine Stabilisierung der ausgerollten Tragflächeneinheit erreicht, so dass über die zumindest eine
Tragflächeneinheit oder bevorzugt über zwei derartige Tragflächeneinheiten, welche an gegenüberliegenden Seiten der Rumpfeinheit angeordnet sind, die Generierung einer größeren Auftriebswirkung erzielt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch eine Querschnittdarstellung eines Teilbereichs eines
Luftfahrzeugs,
Fig. 2 schematisch eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene II-II in Figur 1 , Fig. 3 schematisch eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs III in Figur 2, Fig. 4 schematisch eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene IV-IV in Figur 3,
Fig. 5 schematisch ein Verbinden oder Trennen zweier Tragflächenelemente
während eines Ausrollens bzw. Einrollens einer Tragflächeneinheit eines Luftfahrzeugs,
Fig. 6 schematisch eine alternative Ausführungsform einer Tragflächeneinheit eines
Luftfahrzeugs, und
Fig. 7 schematisch eine Querschnittdarstellung eines Luftfahrzeugs.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 bis 7 zeigen jeweils ein Luftfahrzeug 1 bzw. Bestandteile dieses
Luftfahrzeugs 1.
Das Luftfahrzeug 1 kann beispielsweise als ein Flugzeug ausgebildet sein, d. h. als ein Luftfahrzeug 1 , das schwerer als Luft ist und den zum Fliegen nötigen dynamischen Auftrieb mit nicht-rotierenden Auftriebsflächen erzeugt. Besonders bevorzugt ist das Luftfahrzeug 1 jedoch als ein Drehflügler ausgebildet, d. h. als ein Luftfahrzeug 1 , das seinen Auftrieb durch mindestens einen, um eine vertikale Achse drehenden, Rotor erhält. Hierbei ist das Luftfahrzeug 1 insbesondere als ein Hubschrauber ausgebildet, kann alternativ jedoch beispielsweise auch als ein Tragschrauber, Flugschrauber,
Verbundhubschrauber, Kombinationsflugschrauber oder Wandelflugzeug ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt ist das Luftfahrzeug 1 als ein Hubschrauber ausgebildet, welcher sich durch die im Folgenden beschriebene Lösung in einen Verbundhubschrauber umwandeln lässt. Ein solcher Verbundhubschrauber ist eine Sonderform des
Hubschraubers, die zusätzlich über Tragflächen verfügt, beispielsweise in Form von Stummelflügeln. Die Tragflächen übernehmen während des Reiseflugs einen Teil des Auftriebs. Bei einem herkömmlichen Verbundhubschrauber verringern diese Tragflächen jedoch während des Schwebeflugs die Leistungsfähigkeit eines Hauptrotors, da sie sich in seinem Abwind befinden. Auch dieser Nachteil kann mittels der im Folgenden
beschriebenen Lösung beseitigt werden. Das Luftfahrzeug 1 umfasst in einer vorteilhaften Ausführungsform mehrere nicht auf einer gemeinsamen Rotationsachse angeordnete Rotoren. Es weist beispielsweise vier solcher Rotoren auf und ist somit als ein so genannter Quadrokopter ausgebildet.
Das Luftfahrzeug 1 ist vorteilhafterweise als ein unbemanntes Luftfahrzeug 1 ausgebildet, auch als Drohne bezeichnet.
Beispielsweise ist das Luftfahrzeug 1 zur Durchführung von Transportaufgaben vorgesehen, d. h. als ein Transportluftfahrzeug zum Beispiel zum Ausliefern von Waren ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann das Luftfahrzeug 1 beispielsweise für eine Umfeldüberwachung vorgesehen sein.
Ein Antrieb des Luftfahrzeugs 1 kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer Rotoren erfolgen, welche durch zumindest eine Verbrennungskraftmaschine angetrieben werden, zum Beispiel durch zumindest einen Verbrennungsmotor oder durch zumindest eine als Wellenturbine ausgebildete Gasturbine. Besonders bevorzugt erfolgt der Antrieb des Rotors oder der Rotoren mittels zumindest eines Elektromotors. Eine Energieversorgung des zumindest einen Elektromotors kann beispielsweise über eine Batterie
(elektrochemischer Energiespeicher) erfolgen, welche vorzugsweise wiederaufladbar ist, d. h. als ein Akkumulator ausgebildet ist, und/oder beispielsweise über zumindest eine Brennstoffzelle und/oder über zumindest eine Solarzelle erfolgen. Bei einer Mehrzahl von Rotoren, deren Rotationsachsen voneinander beabstandet sind, beispielsweise bei einem Quadrokopter, ist zweckmäßigerweise für jeden Rotor oder jede Rotationsachse eine eigene Antriebseinheit vorgesehen, zweckmäßigerweise jeweils in Form eines
Elektromotors. Der Antrieb des Luftfahrzeugs 1 kann des Weiteren auch direkt durch zumindest eine Gasturbine erfolgen, welche dann als Strahltriebwerk ausgebildet ist. Auch Kombinationen der vorgenannten Antriebsformen sind möglich.
Das Luftfahrzeug 1 umfasst eine Rumpfeinheit 2 und zumindest eine in die
Rumpfeinheit 2 einrollbare und aus der Rumpfeinheit 2 ausrollbare Tragflächeneinheit 3, wie in den Figuren 1 und 7 gezeigt. Eine Einroll- und Ausrollrichtung wird in den
Figuren 1 , 5 und 7 jeweils mittels eines Richtungspfeils R verdeutlicht.
Zweckmäßigerweise umfasst das Luftfahrzeug 1 mindestens zwei derartige
Tragflächeneinheiten 3, welche an gegenüberliegenden Seiten der Rumfeinheit 2 angeordnet sind, d. h. an zwei gegenüberliegenden Längsseiten, wie in Figur 7 gezeigt. Diese Lösung ermöglicht eine bedarfsgerechte Unterstützung eines Auftriebs des Luftfahrzeugs 1 durch das Ausrollen der Tragflächeneinheit 3 oder zweckmäßigerweise der beiden Tragflächeneinheiten 3 aus der Rumpfeinheit 2 heraus.
Dies ist insbesondere vorteilhaft bei dem als Drehflügler, insbesondere als Hubschrauber, ausgebildeten Luftfahrzeug 1. Durch das Ausrollen der Tragflächeneinheit 3 oder der beiden Tragflächeneinheiten 3 wird der Hubschrauber in den oben bereits beschriebenen Verbundhubschrauber umgewandelt. Die Tragflächeneinheit 3 oder zweckmäßigerweise die beiden Tragflächeneinheiten 3 ermöglicht/ermöglichen bei derartigen Drehflüglern durch die Verbesserung des Auftriebs eine höhere Effizienz und somit eine längere Flugzeit, wobei die Nachteile herkömmlicher Flugzeuge mit starren Flügeln und einer damit verbundenen großen Spannweite vermieden werden, d. h. insbesondere der bei starren Flügeln erforderliche höhere Raumbedarf am Boden zum Abstellen des
Luftfahrzeugs 1 wird vermieden.
Die Lösung ermöglicht die bedarfsgerechte Adaption einer Tragflächenlänge und das Einziehen der zumindest einen Tragflächeneinheit 3 oder der beiden
Tragflächeneinheiten 3 zur Reduzierung des für das Luftfahrzeug 1 erforderlichen
Raumbedarfs, insbesondere am Boden. Des Weiteren wird durch diese Lösung auch der oben geschilderte Nachteil herkömmlicher Verbundhubschrauber, bei welchen die Tragflächen während des Schwebeflugs die Leistungsfähigkeit eines Hauptrotors oder von Rotoren verringern, da sie sich im Abwind befinden, vermieden, denn für den
Schwebeflug kann/können die zumindest eine Tragflächeneinheit 3 oder
zweckmäßigerweise die beiden Tragflächeneinheiten 3 eingerollt werden.
Die Tragflächenfunktionsweise wird im Folgenden insbesondere anhand der
Figuren 1 bis 6 erläutert. Wie in Figur 7 gezeigt, weisen die hier dargestellten zwei Tragflächeneinheiten 3, die an den gegenüberliegenden Seiten der Rumpfeinheit 2 angeordnet sind, die gleiche Funktionsweise auf, so dass die folgenden Erläuterungen auch für beide Tragflächeneinheiten 3 gemäß Figur 7 gelten.
Figur 1 zeigt eine Querschnittdarstellung eines Teilbereichs des Luftfahrzeugs 1. In diesem Teilbereich ist eine Tragflächeneinheit 3 des Luftfahrzeugs 1 angeordnet. Dabei verläuft die Schnittebene vor einer Vorderkante der Tragflächeneinheit 3. Die
Tragflächeneinheit 3, weist, wie in den Figuren 2, 3 und 6 ersichtlich, einen gewölbten Querschnitt auf. Daher ist in Figur 1 auch eine durch die Wölbung gebildete Oberfläche, insbesondere eines oberen Tragflächenelements 3.1 der Tragflächeneinheit 3, erkennbar. Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittebene II-II in Figur 1. Figur 3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs III in Figur 2 und Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittebene IV-IV in Figur 3.
Die Tragflächeneinheit 3 ist, wie bereits beschrieben, in die Rumpfeinheit 2 einrollbar und aus der Rumpfeinheit 2 ausrollbar. Um dies zu ermöglichen und gleichzeitig eine ausreichende Steifigkeit der aus der Rumpfeinheit 2 ausgerollten Tragflächeneinheit 3 sicherzustellen, damit die ausgerollte Tragflächeneinheit 3 einen möglichst großen Auftrieb generieren kann, weist die Tragflächeneinheit 3 mindestens zwei schalenförmige Tragflächenelemente 3.1, 3.2 auf, welche während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit 2 miteinander verbindbar und während des Einrollens in die Rumpfeinheit 2 voneinander lösbar sind. Dieses Verbinden bzw. Lösen der Tragflächenelemente 3.1, 3.2 ist in den Figuren 1 und 7 sowie im Detail in Figur 5 dargestellt.
In den dargestellten Beispielen weist die Tragflächeneinheit 3 zwei derartige
schalenförmige Tragflächenelemente 3.1, 3.2 auf, das bereits erwähnte obere
Tragflächenelement 3.1, auch als Oberschale bezeichnet, und ein unteres
Tragflächenelement 3.2, auch als Unterschale bezeichnet. Die beiden
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 entsprechen dabei jeweils einer Halbschale der
schalenförmigen Tragflächeneinheit 3, deren Querschnitt aus aerodynamischen Gründen einem oberen bzw. unteren Flügelquerschnitt entspricht. Die Tragflächeneinheit 3 ist somit als eine aufrollbare zweischalige Tragflächeneinheit 3 ausgebildet, welche im aus der Rumpfeinheit 2 ausgerollten Zustand, in welchem die beiden
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 miteinander verbunden sind, eine aerodynamisch ausgeformte Flügelquerschnittsform aufweist, wie insbesondere in Figur 2 gezeigt.
Um das Ausrollen der Tragflächeneinheit 3 aus der Rumpfeinheit 2 und das Einrollen der Tragflächeneinheit 3 in die Rumpfeinheit 2 zu ermöglichen, sind in der Rumpfeinheit 2 zwei Aufnahmerollen 4.1 , 4.2 angeordnet, auch als Aufbewahrungstrommel bezeichnet. Auf diese Aufnahmerollen 4.1 , 4.2 ist jeweils eines der Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 zum Einziehen in die Rumpfeinheit 2 aufrollbar und zum Ausfahren aus der Rumpfeinheit 2 wieder von der jeweiligen Aufnahmerolle 4.1 , 4.2 abrollbar, wobei die
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 jeweils elastisch verformt werden. D. h. die
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 sind derart elastisch verformbar ausgebildet, dass das insbesondere vielfache Einrollen in die Rumpfeinheit 2 und Ausrollen aus der
Rumpfeinheit 2 ermöglicht ist, ohne die Tragflächenelemente 3.1, 3.2 zu beschädigen oder auf nicht vorgegebene Weise zu verformen. Durch das Ausrollen der Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 aus der Rumpfeinheit 2 federn diese elastisch verformbaren Tragflächenelemente 3.1, 3.2 in ihre Ausgangsform und bilden durch ihr Verbinden miteinander die Tragflächenform, wobei durch das Verbinden eine Versteifung der beiden elastischen Tragflächenelemente 3.1, 3.2 erreicht wird.
Durch das Einrollen der Tragflächeneinheit 3 in die Rumpfeinheit 2 kann die
Tragflächeneinheit 3 im Wesentlichen hinter einer Außenwand des Luftfahrzeugs 1 , d. h. im Inneren der Rumpfeinheit 2, verstaut werden.
Zur Bewegung der Tragflächeneinheit 3 in die Rumpfeinheit 2 hinein und aus der Rumpfeinheit 2 heraus weist die Tragflächeneinheit 3 zumindest eine elastische
Zahnstange 5 auf, welche in Aufrollrichtung der Tragflächeneinheit 3 ausgerichtet ist. Die Zahnstange 5 erstreckt sich in Aufrollrichtung im Wesentlichen über einen aus- und einzurollenden Bereich der Tragflächeneinheit 3. In Figur 1 ist nur ein Teilbereich der Zahnstange 5 in einem dargestellten Ausriss der Tragflächeneinheit 3 erkennbar.
Die Zahnstange 5 ist in den hier dargestellten Beispielen an der Unterseite des oberen Tragflächenelementes 3.1 angeordnet, so dass sie im aus der Rumpfeinheit 2
ausgerollten Zustand der Tragflächeneinheit 3, in welchem die beiden
Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 miteinander verbunden sind, im Inneren der
Tragflächeneinheit 3 angeordnet ist und somit die Aerodynamik der Tragflächeneinheit 3 nicht stört. In anderen Beispielen ist auch eine Anordnung an der Oberseite des unteren Tragflächenelementes 3.2 oder an einer anderen Position der Tragflächeneinheit 3 möglich. Des Weiteren ist in anderen Ausführungsbeispielen auch das Vorsehen mehrerer Zahnstangen 5 möglich.
Durch die elastische Ausbildung der Zahnstange 5 ist diese in gleicher Weise elastisch verformbar wie die Tragflächeneinheit 3, im dargestellten Beispiel in gleicher Weise wie das obere Tragflächenelement 3.1. Zum Aufrollen und Abrollen der Tragflächeneinheit 3 steht die Zahnstange 5 mit einem Antriebszahnrad 6 in kämmendem Eingriff. Das Antriebszahnrad 6 ist direkt oder über ein Getriebe mit einer nicht dargestellten
Tragflächenantriebseinheit gekoppelt, beispielsweise mit einem Elektromotor oder mit einer Pneumatikeinheit oder Hydraulikeinheit.
Alternativ oder zusätzlich zur Zahnstange 5 und zum Antriebszahnrad 6 kann auch vorgesehen sein, dass die Aufnahmerollen 4.1 , 4.2 angetrieben sind und ein der jeweiligen Aufnahmerolle 4.1 , 4.2 zugewandtes stirnseitiges Ende des jeweiligen Tragflächenelementes 3.1 , 3.2 fest mit der jeweiligen Aufnahmerolle 4.1 , 4.2 verbunden ist, so dass die Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 durch eine entsprechende Drehbewegung der Aufnahmerollen 4,1, 4.2 in die Rumpfeinheit 2 einrollbar und aus der Rumpfeinheit 2 ausrollbar sind. Da die Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 während des Ausrollens und Einrollens miteinander verbunden sind, ist es auch bereits ausreichend, wenn eine der beiden Aufnahmerollen 4,1 , 4.2 angetrieben ist. Dann ist es beispielsweise auch bereits ausreichend, wenn das dieser Aufnahmerolle 4.1 , 4.2 zugeordnete
Tragflächenelement 3.1 , 3.2 über sein dieser Aufnahmerolle 4.1, 4.2 zugewandtes stirnseitiges Ende fest mit dieser Aufnahmerolle 4.1 , 4.2 verbunden ist.
Zur Führung der Tragflächeneinheit 3 während des Einrollens und Ausrollens ist mindestens eine Führungseinheit 7 vorgesehen, welche beispielsweise als eine
Druckrolle oder als ein Schleifkörper ausgebildet ist. Figur 1 zeigt eine solche
Führungseinheit 7, welche die Tragflächeneinheit 3 an der Oberseite und Unterseite führt. Durch diese Führungseinheit 7 wird zudem die Verbindung der beiden
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit 2 begünstigt, wie im Folgenden noch näher erläutert wird.
Figur 2 zeigt eine Schnittdarstellung entsprechend der Schnittebene II-II in Figur 1 , d. h. eine Schnittdarstellung der ausgerollten Tragflächeneinheit 3 außerhalb der
Rumpfeinheit 2. Figur 3 zeigt eine Ausschnittvergrößerung des Bereichs III in Figur 2, d. h. eines in Reiseflugrichtung vorderen Bereichs der Tragflächeneinheit 3. Zu erkennen sind hier Verbindungselemente 9.1 , 9.2, mittels welchen die Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 während des Ausrollens aus der Rumpfeinheit 2 miteinander verbunden werden. Diese Verbindungselemente 9.1 , 9.2 ermöglichen eine formschlüssige Verbindung der
Tragflächenelemente 3.1, 3.2, genauer gesagt eine Rastverbindung bzw. mehrere Rastverbindungen zwischen den jeweiligen Verbindungselementen 9.1, 9.2. Die
Verbindungselemente 9.1, 9.2 sind an einer dem jeweils anderen
Tragflächenelement 3.1 , 3.2 zugewandten Innenseite des jeweiligen
Tragflächenelements 3.1, 3.2 angeordnet oder ausgebildet.
Die Rastverbindung ist in Figur 4, welche eine Schnittdarstellung entlang der
Schnittebene IV-IV in Figur 3 zeigt, näher dargestellt. Das Ausbilden bzw. Auflösen der Rastverbindung und somit das Verbinden bzw. Trennen der Tragflächenelemente 3.1, 3.2 während des Ausrollens bzw. Einrollens ist in Figur 5 dargestellt. Wird die
Tragflächeneinheit 3 im dargestellten Beispiel nach links in die Rumpfeinheit 2 eingerollt, lösen sich die Verbindungselemente 9.1 , 9.2 und somit die Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 voneinander. Wird die Tragflächeneinheit 3 im dargestellten Beispiel nach rechts aus der Rumpfeinheit 2 ausgerollt, verbinden sich die Verbindungselemente 9.1 , 9.2 und somit die Tragflächenelemente 3.1, 3.2 miteinander.
Zum Trennen der Verbindung zwischen den Tragflächenelementen 3.1, 3.2 ist zudem in der Rumpfeinheit 2 eine Doppelkeileinheit 10 angeordnet, um das Auseinanderziehen der Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 während des Aufrollens auf die Aufnahmerollen 4.1 , 4.2 zu begünstigen. Das Verbinden und Trennen der Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 erfolgt auf diese Weise ähnlich dem Reißverschlussprinzip, wie insbesondere aus Figur 1 in
Verbindung mit Figur 5 deutlich wird. Dabei bildet die Doppelkeileinheit 10 ein Innenteil eines beim Reißverschluss bekannten Schiebers zum Trennen der
Verbindungselemente 9.1 , 9.2 und die Führungseinheit 7 bildet eine Außenwandung des beim Reißverschluss bekannten Schiebers zum Zusammenführen und Verbinden der Verbindungselemente 9.1 , 9.2. Es erfolgt auch hier eine Relativbewegung der
Verbindungselemente 9.1 , 9.2 zur Doppelkeileinheit 10 und zur Führungseinheit 7, um die Verbindungselemente 9.1 , 9.2 zu verbinden oder zu lösen, allerdings erfolgt hier nicht das Bewegen der Führungseinheit 7 und der Doppelkeileinheit 10, sondern die
Tragflächenelemente 3.1, 3.2 mit den Verbindungselementen 9.1, 9.2 werden bewegt.
Im dargestellten Beispiel sind, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt, die
Verbindungselemente 9.1 , 9.2 an einem der Tragflächenelemente 3.1, 3.2, hier die Verbindungselemente 9.2 am unteren Tragflächenelement 3.2, als Rastzähne
ausgebildet, welche in Bewegungsrichtung der Tragflächeneinheit 3 an beiden Seiten Hinterschneidungen aufweisen, ausgebildet durch eine ausgehend von einem Zahnsockel zunehmende Breite des jeweiligen Rastzahns. Die Verbindungselemente 9.2, 9.1 am anderen Tragflächenelement 3.2, 3.1 , hier die Verbindungselemente 9.1 am oberen Tragflächenelement 3.1 , sind als Rastelemente korrespondierend dazu ausgebildet, d. h. jedes dieser Verbindungselemente 9.1 weist eine korrespondierende Hinterschneidung auf, ausgebildet durch eine Ausnehmung, welche in Richtung des
Tragflächenelements 3.1 , an welchem sie befestigt sind, zunimmt, so dass zwei benachbarte Verbindungselemente 9.1 die Rastaufnahme eines als Rastzahn
ausgebildeten Verbindungselements 9.2 des unteren Tragflächenelements 3.2 bilden.
Da die als Rastelemente ausgebildeten Verbindungselemente 9.1 nur über das elastische Tragflächenelement 3.1 miteinander verbunden sind, schwenken sie durch das elastische Biegen des Tragflächenelements 3.1 während des Einrollens auseinander. Dadurch erweitert sich die Rastaufnahme zwischen jeweils zwei benachbarten als Rastelemente ausgebildeten Verbindungselementen 9.1, so dass das jeweilige als Rastzahn
ausgebildete Verbindungselement 9.2 freigegeben wird, wodurch sich die Rastverbindung auflöst und die beiden Tragflächenelemente 3.1, 3.2 voneinander gelöst werden.
Während des Ausrollens schwenken die als Rastelemente ausgebildeten
Verbindungselemente 9.1 durch das elastische Zurückbiegen des
Tragflächenelements 3.1 in die Tragflächenform zunehmend wieder zusammen, wobei durch die gleichzeitige Bewegung der beiden Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 zwischen jeweils zwei benachbarten als Rastelemente ausgebildeten Verbindungselemente 9.1, welche eine Rastaufnahme ausbilden, jeweils ein als Rastzahn ausgebildetes
Verbindungselement 9.2 angeordnet wird. Durch das zunehmende Zusammenschwenken der als Rastelemente ausgebildeten Verbindungselemente 9.1 verengt sich die jeweilige Rastaufnahme, so dass das jeweilige als Rastzahn ausgebildete Verbindungselement 9.2 darin formschlüssig verrastet, wodurch sich die Rastverbindung ausbildet und die beiden Tragflächenelemente 3.1 , 3.2 miteinander verbunden werden.
Wie in Figur 2 gezeigt, weisen die Tragflächenelemente 3.1, 3.2 jeweils im vorderen und hinteren Bereich derartige Verbindungselemente 9.1 , 9.2 auf, so dass im aus der
Rumpfeinheit 2 ausgerollten Zustand der Tragflächeneinheit 3 eine stabile Verbindung der Tragflächenelemente 3.1, 3.2 ausgebildet ist, wobei die Tragflächeneinheit 3 durch die als vertikale Querstreben zwischen den Tragflächenelementen 3.1 , 3.2 wirkenden
miteinander verbundenen Verbindungselemente 9.1 , 9.2 stabilisiert und versteift ist. Durch diese Verbindungselemente 9.1 , 9.2 und deren Verrastung in Verbindung mit den beiden schalenförmigen Tragflächenelementen 3.1, 3.2 wird erreicht, dass die
Tragflächeneinheit 3 auftretenden Auftriebskräften standhalten kann. Zudem wird dadurch sichergestellt, dass eine Vorderkante und eine Hinterkante der Tragflächeneinheit 3 verschlossen ist, so dass eine Luftströmung durch die Tragflächeneinheit 3 hindurch, welche zu unerwünschten Luftverwirbelungen und einer Auftriebsreduzierung und zudem zu einer Bremswirkung führen würde, vermieden ist.
In Figur 6 ist eine zu Figur 3 alternative Positionierung der Verbindungselemente 9.1, 9.2 im vorderen Bereich der Tragflächeneinheit 3 gezeigt. Hierbei sind diese vorderen Verbindungselemente 9.1 , 9.2 weiter vorn positioniert, d. h. im vorderen Kantenbereich der Tragflächeneinheit 3, und stabilisieren auf diese Weise diesen aerodynamisch wichtigen vorderen Kantenbereich besonders gut. Zudem ist dadurch ein auch während des Flugs dauerhaft dichter Verschluss der vorderen Kante der Tragflächeneinheit 3 besser sicherzustellen. In anderen Ausführungsformen können beispielsweise auch nur eine Reihe oder mehr als zwei Reihen solcher Verbindungselemente 9.1, 9.2 vorgesehen sein, um beispielsweise auch einen mittleren Bereich der Tragflächeneinheit 3 zu stabilisieren. Die Bezeichnung vorderer, mittlerer und hinterer Bereich bezieht sich auf eine Reiseflugrichtung des Luftfahrzeugs 1.
Die Tragflächeneinheit 3 weist zweckmäßigerweise eine Länge auf, welche dem
Zweifachen bis Zehnfachen einer Breite der Rumpfeinheit 2 oder einer Breite des Luftfahrzeugs 1 mit eingerollter Tragflächeneinheit 3 oder eingerollten
Tragflächeneinheiten 3 entspricht. Die Tragflächeneinheit 3 ist zweckmäßigerweise aus Kunststoff oder aus Metall ausgebildet, beispielsweise als Kunststoffprofil oder
Kunststofffolie bzw. als Metallprofil oder Metallfolie. Auch die
Verbindungselemente 9.1 , 9.2 sind zweckmäßigerweise aus Kunststoff oder Metall ausgebildet.
Figur 5 zeigt eine Querschnittdarstellung des Luftfahrzeugs 1 , in welcher das
Luftfahrzeug 1 über seine gesamte Breite dargestellt ist. Wie hieraus erkennbar und oben bereits erläutert, weist das Luftfahrzeug 1 zwei der beschriebenen Tragflächeneinheiten 3 auf, welche an gegenüberliegenden Seiten der Rumpfeinheit 2 angeordnet sind und jeweils wie oben beschrieben ausgebildet sind. Zum Antrieb der Antriebszahnräder 6 der beiden Tragflächeneinheiten 3 kann dabei jeweils eine eigene oben bereits beschriebene Tragflächenantriebseinheit vorgesehen sein, mit welcher die jeweilige
Tragflächeneinheit 3 direkt oder über ein Getriebe gekoppelt ist, oder die beiden
Antriebszahnräder 6 sind direkt oder zweckmäßigerweise über ein Getriebe mit einer gemeinsamen Tragflächenantriebseinheit gekoppelt, um ein gleichmäßiges Ausrollen und Einrollen der beiden Tragflächeneinheiten 3 zu ermöglichen. Bei zwei getrennten Antriebseinheiten wäre beispielsweise eine gemeinsame Steuerung und/oder Regelung erforderlich, um dieses gleichmäßige Ausrollen und Einrollen sicherzustellen, falls dies erforderlich ist.
Die oben bereits beschriebene alternative oder zusätzliche Möglichkeit des Antriebs der Aufnahmerollen 4.1 , 4.2 zum Einrollen und Ausrollen der Tragflächeneinheiten 3 gilt hier ebenfalls für beide Tragflächeneinheiten 3.